پروب‌های فشار آیرودینامیکی چندسوراخه (Multi-Hole Aerodynamic Pressure Probe) ابزارهای اندازه‌گیری آیرودینامیکی هستند که در مکانیک سیالات برای اندازه‌گیری متغیرها/مشخصه‌های میدان جریان سیال (سرعت و فشار) به کار می‌روند. این کار از طریق اندازه‌گیری مستقیم فشارها در نوک پروب و سپس استفاده از فشارها برای محاسبه سرعت انجام می‌شود.

پروب‌های سه‌سوراخه (سه‌راهه) برای اندازه‌گیری مشخصه‌های جریان در یک بعد و پروب‌های پنج‌سوراخه (پنج‌راهه) برای اندازه‌گیری سه بعد مشخصه‌های جریان به کار می‌رود.

پروب‌های پنج‌سوراخه (پنج‌راهه) برای اندازه‌گیری سه‌ بعد مشخصه‌های جریان

پروب‌های فشار چندسوراخه از دیدگاه شکل لوله‌ی آن و همچنین از دیدگاه نوک پروب دارای انواع مختلفی است.

شکل لوله پروب فشار

از دیدگاه شکل لوله‌ی پروب، سه نمونه لوله‌ی شناخته‌شده وجود دارد:

• لوله‌ی L-شکل
• لوله‌ی C-شکل یا کبرا (Cobra)
• لوله‌ی مستقیم

پروب فشار پنج‌سوراخه با لوله مستقیم، لوله L-شکل و کبرا (ساخت وکتوفلو)

پروب‌ها با لوله‌ی مستقیم نیز چند نوع دارند:

• پروب‌هایی که محور یا لوله‌ی آن هم‌راستا با جریان سیال است
• پروب‌هایی که محور یا لوله‌ی آن عمود بر جریان سیال است

شکل نوک پروب فشار

از دیدگاه نوک پروب (Probe Tip)، چند نمونه از نوک‌های شناخته شده‌ی پروب پنج‌سوراخه عبارت‌اند از:

• نیم‌کروی (Hemispherical Tip)
• مخروطی (Conical Tip)
• هرمی (Pyramid Tip)
• منشوری (Prismatic Tip)

پروب چندسوراخه با نوک نیم‌کروی (راست) و نوک هرمی (چپ)

پروب پنج‌سوراخه C-شکل با نوک نیم‌کروی در کنار پروب پنج‌سوراخه مستقیم با نوک منشوری (جهت محور پروب عمود بر جهت جریان) (ساخت یونایتد سنسور)

هندسه‌ی پروب‌های مستقیم با نوک منشوری، به‌کارگیری آن‌ها در اندازه‌گیری در طبقات توربوماشین‌ها را آسان کرده است، زیرا به ساد‌گی می‌توان آن‌ها را از طریق بدنه‌ی ماشین وارد کرده و از آن‌ها در جاهایی که محدودیت‌های فضایی وجود دارد استفاده کرد.‌ البته عیب این نوع پروب‌ها، محدودیت در اندازه‌گیری‌های نزدیک به دیواره است.

شیوه اتصال سنسور یا ترانسدیوسر به پروب

شیوه‌ی اتصال ترنسدیوسرهای فشار به پروب‌های پنج‌سوراخه به دو صورت است:

• در حالت اول، سوراخ‌های فشار از طریق شلنگ‌هایی به جعبه‌ی ترنسدیوسر فشار متصل می‌شوند. جعبه‌ی ترنسدیوسر فشار ممکن است با محل پروب فاصله‌ داشته باشد. بنابرای در این حالت، میان سوراخ پروب (محل اندازه‌گیری) و ترنسدیوسر فشار (محل حس کردن و ثبت فشار) فاصله وجود دارد.
• در حالت دوم،‌ ترانسدیوسر فشار در نوک یا ساقه‌ی پروب نصب می‌شود به گونه‌ای که میان محل اندازه‌گیری و محل حس کردن فشار فاصله‌ی بسیار اندکی وجود دارد. به این پروب‌ها اصطلاحاً پروب پاسخ سریع (Fast Response Probe) می‌گویند.

برای اندازه‌گیری‌های دینامیکی و گذرا (Transient) بایستی از حالت دوم استفاده کرد.

کالیبراسیون پروب فشار

کالیبراسیون این پروب‌ها به دو روش انجام می‌شود:

• روش تعادلی (Balancing Method (Null Reading Method))
• روش غیرتعادلی (کالیبره شده) (Fixed Method (Non-Nulling or Calibrated Method))

در روش تعادلی، پروب به صورت مکانیکی چرخانده می‌شود تا اینکه فشارهای چهار سوراخ‌ پیرامون نوک پروب به حالت تعادل برسند. در این حالت جهت سیال، فشار استاتیک و فشار سکون اندازه‌گیری می‌شود. در روش غیرتعادلی، پروب نیازی به چرخش ندارد. در این روش، پروب ثابت می‌ماند و فشار هر سوراخ اندازه‌گیری می‌شود. زوایای جریان در این روش با محاسبه‌ی ضرایب به دست آمده از پنج سوراخ فشار محاسبه می‌شود.

زاویه‌ی جریان در روش تعادلی را می‌توان دقیق‌تر از روش غیرتعادلی اندازه‌گیری کرد اما روش تعادلی نیازمند فضای بیشتر برای جابجایی و چرخش پروب و داشتن یک سازوکار پیچیده‌ برای این منظور است.

کالیبراسیون پروب فشار آیرودینامیکی چندسوراخه

اجزای سخت‌افزار کالیبراسیون پروب فشار

اجزای اصلی سخت‌افزار کالیبراسیون پروب عبارت‌اند از:

• تأسیسات تونل باد یا تاسیسات جت آزاد (Free-Jet Facility) که میدان جریان معلوم و شناخته‌شده با میزان آشفتگی تعریف‌شده را تولید می‌کند
• سیستم پیمایش (Traverse System) یا سیستم جای‌‌گذاری پروب (Probe Positioner) که به صورت خودکار، پروب را در یک سری از جهت‌های تعیین شده توسط کاربر جای می‌دهد
• پروب مرجع برای تولید مقادیر مقایسه‌ای
• سیستم داده‌برداری فشار و دما

کالیبراسیون پروب فشار آیرودینامیکی در تونل باد جت آزاد (شرکت وکتوفلو)

سازندگان پروب آیرودینامیکی فشار

 برخی از سازندگان پروب‌های آیرودینامیکی فشار چندسوراخه عبارت‌اند از:

• آیروپروب (Aeroprobe)   
• وکتوفلو (Vectoflow)   
• یونایتد سنسور کورپ (United Sensor Corp)   
• توربولنت فلو اینسترومنتیشن (TFI)   
• لیمات ساینتیفیک (Limmat Scientific)